Type II 超新星中被约束的星际包围物作为尘埃形成场

我们提出了一种模型，用于 Type II 超新星 (SNe) 与被约束的星际包围物 (CSM) 相互作用形成尘埃的机制，灵感来自最近的时间域调查揭示的大量 SN 前体星周围有 CSM，这些 CSM 在核心坍缩前短时间内被抛射而来。我们使用开源代码 CHIPS 模拟 pre-SN 质量喷发及随后形成的被约束 CSM，并跟踪 SN 喷流与 CSM 相互作用的后续演化。我们表明，在广泛的条件下，在辐射冲击波下形成一个冷稠密壳 (CDS)，随后在自由扩张期间发生快速绝热冷却，导致高效尘埃凝结。所产生的尘埃质量范围为 $\sim10^{-3}\,M_\odot$ 到 $0.1\,M_\odot$，具体取决于 CSM 的质量和空间范围。我们进一步计算了来自新形成尘埃的红外 (IR) 辐射，并发现其与 SN~1998S 观测结果基本一致。值得注意的是，IR 光度曲线在 $\lesssim10\,{\rm d}$ 内呈现快速上升，类似于 kilonovae (KNe)。这表明，受约束的 CSM 相互作用驱动的尘埃辐射可能也会被发现于 KN 搜索中。此外，CDS 的高密度环境可能允许尘埃晶体生长到更大的尺寸，从而增强其在后期由星际介质中传播的反向冲击波导致的破坏的生存性。